DNA Memecahkan Misteri 200 tahun dari Makhluk Zaman Es yang Aneh

0
155
ice-age-creature
Seekor mamalia punah yang langka yang tinggal di Amerika Selatan selama zaman es terakhir memiliki leher yang panjang seperti kaki llama yang berujung tiga seperti badak dan apa yang mungkin merupakan batang tapir. Kombinasi ciri khas ini memicu misteri yang berlangsung hampir dua abad tentang bagaimana mengklasifikasikan binatang aneh tersebut.

Genus Macrauchenia telah membingungkan ilmuwan sejak Charles Darwin menemukan tulang tungkai dan fosil tulang belakang “binatang yang sangat besar” di Patagonia dan menganggapnya sebagai mastodon, seperti yang dia tulis dalam sebuah surat kepada mentornya, naturalis John Stevens Henslow, pada bulan Maret 1834. Setelah menganalisis temuan Darwin, ilmuwan Sir Richard Owen menyatakan dalam sebuah deskripsi spesies yang diterbitkan pada tahun 1838 bahwa makhluk itu menyerupai seekor unta, namun ketidakpastian tetap ada di mana Macrauchenia cocok dengan pohon keluarga mamalia.

Penemuan baru-baru ini dari sampel DNA langka dari spesies yang tidak biasa memberikan potongan yang sangat penting: bukti genetik yang mengkonfirmasi keturunan Macrauchenia dan kerabat terdekatnya, para ilmuwan melaporkan dalam sebuah penelitian baru. [Dalam Gambar: ‘Panduan Lapangan’ Menampilkan Mamalia Prasejarah yang Aneh dan Luar Biasa]

Urusan keluarga

Fosil Macrauchenia cukup banyak, namun ahli paleontologi tetap berjuang untuk memahami makhluk itu karena kombinasi fiturnya sangat tidak biasa, kata rekan penulis studi Ross MacPhee, kurator di departemen mammalogy di American Museum of Natural History di New York.

Dari fosil-fosil ini, ilmuwan tahu bahwa Macrauchenia tinggal di tempat yang sekarang Amerika Selatan sampai kira-kira akhir zaman Pleistosen (sekitar 1,8 juta sampai 11,700 tahun yang lalu), dan punah sekitar 10.000 tahun yang lalu, MacPhee mengatakan kepada Live Science. Hewan berleher panjang itu seukuran kuda rata-rata, dan memiliki tengkorak panjang dan sempit yang juga mirip kuda. Tapi aperture hidungnya berada tepat di antara matanya, membuat para periset menduga bahwa itu adalah jenis batang otot seperti gajah atau tonjolan berdaging seperti tapir, MacPhee menjelaskan.

Karena ciri fisik ini, Macrauchenia sudah lama dianggap termasuk cabang pohon keluarga mamalia yang dikenal sebagai Perissodactyls, yang meliputi tapir, kuda dan badak. Tapi kelompok itu tidak cocok untuk Macrauchenia atau untuk mamalia zaman es aneh lainnya yang hanya berasal dari Amerika Selatan, kata rekan penulis studi Michael Hofreiter, seorang profesor genomik adaptif evolusioner di Universitas Potsdam di Jerman.

“Hewan-hewan ini sangat aneh – dan kerabat potensial mereka sangat aneh dibandingkan dengan semua mamalia hidup,” Hofreiter mengatakan kepada Live Science. “Orang-orang bolak-balik, dan tidak pernah bisa menempatkan mereka dengan aman di atas pohon.”

Bukannya para ahli meragukan bahwa Macrauchenia berhubungan dengan Perissodactyl; Masalahnya, sepertinya itu juga terkait dengan banyak kelompok lain, kata MacPhee.

Ahli biologi mengkonfirmasi hubungan evolusioner hewan hidup dengan membandingkan DNA mereka. Tapi bagi ahli paleontologi yang melihat hewan yang punah, hanya menemukan sampel DNA yang layak dalam fosil bisa menjadi tantangan besar (atau “masalah yang mengerikan,” kata MacPhee).

“Itu sangat tergantung pada lingkungan,” kata Hofreiter. Permafrost menjaga DNA dengan sangat baik, sehingga di daerah tersebut, ahli paleontologi dapat cukup yakin bahwa sebagian besar fosil akan memiliki DNA yang layak. Tapi di dekat khatulistiwa, di mana bahan organik terdegradasi dengan cepat di lingkungan yang hangat dan lembab, hampir tidak ada fosil yang memiliki DNA, katanya.

“Di antara yang ekstrem ini, tergantung pada kondisi setempat,” kata Hofreiter.

Dan bahkan kemudian, ada batasan untuk pelestarian DNA; Ini tidak mungkin dipertahankan selama lebih dari satu juta tahun, menurut MacPhee. Itu mungkin terdengar seperti jumlah waktu yang mengejutkan, namun dalam istilah geologis, satu juta tahun hampir tidak ada waktu sama sekali, kata MacPhee.

Satu dari 17

Untuk penelitian ini, peneliti mencari DNA dalam enam fosil Macrauchenia dan 11 fosil dari Toxodon – genus mamalia Amerika Selatan yang menyerupai badak tanpa hama dan kerabat Macrauchenia. Mereka menemukan satu contoh DNA mitokondria yang dapat digunakan, dalam fosil Macrauchenia dari sebuah gua di Cile. (DNA mitokondria berada dalam organel pembuat energi di dalam tubuh dan diturunkan hanya dari ibu.)

Sampel itu sekitar 2 sampai 3 persen DNA dari Macrauchenia, dan sisanya terdiri dari berbagai macam mikroorganisme yang telah menjajah tulang tersebut, Hofreiter mengatakan kepada Live Science. Dari sampel tersebut, penulis penelitian menemukan sekitar 80 persen genom mitokondria Macrauchenia, menawarkan titik perbandingan yang lebih tepat untuk kelompok Perissodactyl, untuk melihat apakah spesies aneh itu ada di sana.

Para peneliti mengetahui bahwa Macrauchenia sebenarnya terkait erat dengan kuda, badak dan tapir. Namun, ini bukan bagian dari kelompok Perissodactyl, mereka menemukan. Hewan aneh itu memiliki nenek moyang yang sama dengan Perissodactyl yang berasal dari kira-kira 66 juta tahun yang lalu, namun sekitar waktu itu, terbelah menjadi garis keturunannya sendiri, yang mati pada zaman es terakhir dan tidak meninggalkan kerabat yang masih hidup hari ini.

Tidak seperti perbandingan sisi-demi-sisi fitur fisik pada fosil, paleontologi molekuler dapat memberikan jawaban pasti tentang hubungan genetik, sehingga menghilangkan banyak ketidakpastian tentang hewan mana yang terkait, kata MacPhee.

“Ini memberi Anda ‘ya’ dan ‘tidak’ menjawab daripada banyak ‘kemungkinan,'” katanya. [Apa apaan?! Gambar Keanehan Evolusi Ekstrim]

Cabang yang berbeda

Sebuah studi terpisah dari tahun 2015 menemukan bukti genetik yang menunjukkan bahwa keturunan Macrauchenia menyimpang dari Perissodactyl lebih dari 60 juta tahun yang lalu, yang penulis temukan dengan mengevaluasi protein yang diambil dari kolagen pada fosil.

Tapi menggunakan kolagen yang diawetkan dengan cara ini masih merupakan proses yang relatif baru – baru berumur beberapa tahun – dan temuan baru ini menguatkan hasil tahun 2015 dengan menggunakan analisis DNA mitokondria yang lebih tradisional, MacPhee mengatakan.

“Kami dapat menunjukkan bahwa kami mendapatkan hasil yang sama persis,” kata MacPhee. “Kami menempatkannya [Macrauchenia] di samping kelompok Perissodactyl modern – terkait, tapi tidak di dalam Perissodactyls modern,” katanya.

Menyelesaikan di mana kepura-puraan aneh seperti Macrauchenia yang sesuai dengan pohon kehidupan menjawab pertanyaan penting tentang hubungan evolusioner dan keanekaragaman hayati kuno, dan menawarkan wawasan tentang bagaimana keragaman hayati jutaan tahun yang lalu terjadi – dan bagaimana hal itu bisa hilang, Hofreiter mengatakan kepada Live Science.

“Di Pleistosen, kita kehilangan seluruh cabang pohon keluarga mamalia – satu garis keturunan evolusioner yang ada sejak zaman dinosaurus,” Hofreiter mengatakan. “Itu adalah bagian penting dari keanekaragaman hayati yang hilang pada saat itu, dan kita tidak akan tahu ini jika kita tidak memiliki pohon filogenetik untuk spesies tersebut.”

Temuan ini dipublikasikan secara online hari ini (27 Juni) di jurnal Nature Communications.